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Universidad Nacional de Rosario FCEIA Digital II
Noviembre 2010 Introducción al emu8086 2 de 16
Tabla de contenidos 1 Introducción .................................................................................................................... 3 2 Instalación del entorno .................................................................................................. 3
2.1 Emu8086 .................................................................................................................................. 3 2.1.1 Windows XP ..................................................................................................................... 3 2.1.2 Windows Vista y 7 ............................................................................................................ 4
2.2 Dispositivos Virtuales de Digital II ............................................................................................ 4
3 Utilización del entorno ................................................................................................... 5 4 El Emulador ..................................................................................................................... 8
4.1 Mapa de memoria .................................................................................................................. 10 4.1.1 Custom Memory Map ..................................................................................................... 10 4.1.2 Interrupciones ................................................................................................................. 11 4.1.3 Puertos de entrada/salida ............................................................................................... 12
4.2 Dispositivos Virtuales (DVIO) ................................................................................................. 13 4.2.1 DVIO Digital II ................................................................................................................. 13 4.2.2 Documentación de los Dispositivos Virtuales ................................................................. 13 4.2.3 Ejemplo – Problema Resuelto ........................................................................................ 14 4.2.4 Ejemplo – Dispositivos Tanque y Pulsadores ................................................................. 14
4.3 Documentación emu8086 ...................................................................................................... 15 4.3.1 Set de instrucciones 8086 .............................................................................................. 16
Tabla de Figuras Figura 1 – Instalación DVIO ....................................................................................................................... 4 Figura 2 – Archivo de configuración dvio.ini ............................................................................................... 5 Figura 3 – Ventana de inicio del emu8086 ................................................................................................. 5 Figura 4 – Elección del tipo de template .................................................................................................... 6 Figura 5 – Ventana principal emu8086 ...................................................................................................... 7 Figura 6 – Editor de código fuente ............................................................................................................. 7 Figura 7 – Código fuente durante la emulación ......................................................................................... 7 Figura 8 – Emulador .................................................................................................................................. 8 Figura 9 – Extended Viewer ....................................................................................................................... 9 Figura 10 – Flags y mapa de memoria .................................................................................................... 10 Figura 11 – Emulador, código fuente ....................................................................................................... 10 Figura 12 – Custom Memory Map ............................................................................................................ 10 Figura 13 – Interrupt Vector Table (IVT) .................................................................................................. 11 Figura 14 – Emulador – Interrupción por Hardware ................................................................................. 12 Figura 15 – Dispositivos Virtuales – Digital II ........................................................................................... 13 Figura 16 – Ayuda Dispositivos Virtuales ................................................................................................. 14 Figura 17 – Ejemplo de dispositivos virtuales y emulador ........................................................................ 15 Figura 18 – Documentación y tutoriales emu8086 ................................................................................... 15
Universidad Nacional de Rosario FCEIA Digital II
Noviembre 2010 Introducción al emu8086 3 de 16
1 Introducción Hasta el año 2009 en la cátedra de Digital II hemos utilizado la herramienta MASM 6.11 para la realización del segundo trabajo práctico de assembler. A partir del año 2010 hemos introducido una nueva herramienta llamada “emu8086” reemplazando al MASM.
El emu8086 es un emulador del microprocesador 8086 (Intel o AMD compatible) con assembler integrado. A diferencia del entorno de programación en assembler utilizado anteriormente en la cátedra (MASM), este entorno corre sobre Windows y cuenta con una interfaz gráfica muy amigable e intuitiva que facilita el aprendizaje el leguaje de programación en assembler.
Dado que en un entorno emulado de microprocesador no es posible implementar una interfaz real de entrada/salida, el emu8086 permite interfacear con dispositivos virtuales y emular una comunicación con el espacio de E/S. Para esto, el emu8086 cuenta con una serie de dispositivos virtuales preexistentes en el software base, listos para ser utilizados, entre los que se encuentran una impresora, un cruce de calles con semáforos, un termómetro, un motor paso a paso, etc. No obstante, la cátedra ha desarrollado dispositivos adicionales con características particulares para la realización del segundo trabajo práctico.
Se muestra a continuación una tabla comparativa con las diferencias entre el entorno de programación en assembler utilizado anteriormente en la cátedra (MASM 6.11) y el nuevo emu8086:
Emu 8086 Microsoft Assembler (MASM 6.11)
Entorno educativo Entorno para producción y educativo.
Basado en Windows Basado en DOS
En forma nativa admite dispositivos virtuales.
No admite dispositivos virtuales en forma nativa
Set de instrucciones de 8086 Set de instrucciones del 8086, 80186/286/386/486
Directivas propias adicionales Directivas comunes con TASAM (Borland Turbo Assembler)
Emula interrupciones por Hw y Sw No permite emular interrupciones
Emula el espacio de E/S (instrucciones IN y OUT)
No permite emular el espacio de E/S
Permite emular interrupciones. No permite emular intrrupciones.
Herramientas adicionales para el debug
2 Instalación del entorno En la cátedra de Digital 2 utilizaremos el emu8086 pero de manera combinada con dispositivos virtuales desarrollados por la cátedra. Por esta razón será necesario descargar de la página de la cátedra e instalar dos programas.
2.1 Emu8086 En primer lugar descargar el archivo instalador del emu8086 de la página web de la cátedra el siguiente archivo:
http://www.dsi.fceia.unr.edu.ar/downloads/digital_II/EMU_Setup.zip
Luego ejecutar el instalador y seguir los pasos de instalación teniendo en cuenta los comentarios siguientes.
2.1.1 Windows XP Para la instalación en Windows XP no es necesario tener cuenta ninguna consideración en particular, sólo basta con seguir los pasos indicados por el instalador y aceptar las configuraciones por defecto propuestas por el emu8086.
Universida
Noviembre
El directinstalan
2.1.2 En Winddel discoubicacióProgram
Al haberarchivo HW_INT
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Rosario
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Adicionalme
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Digital II
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5 de 16
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Digital II
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e ver el estase puede
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Digital II
9 de 16
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e 2010
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Rosario
a principal dego fuente:
o de debugdigo fuente
nstrucción.
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de memoria
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mapa de memguía en la
Introduc
Figura 10 –el emulador
Figura 11
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ta con un ba de 1 Mbyte
un mapa dble, al cual e
o y aprendizae los trabajo
p de memorian el directorap.inf) que eo de la siguie
Figura 12
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FCEIA
ción al emu808
– Flags y ma
(Figura 8 –
– Emulador,
ón) se podrciones/etique
bus de diree.
e memoria el emu8086 aje del emu8
os prácticos y
a a medida sio raíz del eespecifique cente forma:
2 – Custom M
rajo del probde los proble
_INFO 000 - IVT000 - Arr
6
apa de memo
Emulador) s
, código fuen
rá ver entonetas resultas
cciones de
predefinido llama “Goba8086, en la ya que el alu
se conoce comu8086 llamcomo estará
Memory Map
lema resueltemas del Tra
.bin anque.bin
oria
e abre una v
nte
nces, el cós) y finalme
20 bits, es
equivalenteal Memory Tacátedra de Dumno deberá
omo “Custommado customá conformado
p
to de ejemploabajo Práctic
ventana com
ódigo fuenteente el códig
to permite p
e al que exable”. Si bienDigital II no á definir su p
m Memory Mm_memory_o el mapa. P
o que la cáteco N°2. Una
Digital II
10 de 16
mplementaria
e, el códigogo máquina
por lo tanto
iste en unan este mapautilizaremos
propio mapa
Map”, y para_map.inf (ej.Por ejemplo,
edra entregaa explicación
a
o a
o
a a s a
a . ,
a n
Universida
Noviembre
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4.1.2 Una de interrupcdispositiv
Las intererror. Lamicro, taejemplo,últimas sinterrupc
El micropara estson cauejecutad
Cuando procesaninterrupcencuentrinterrupcencuentrDado quuna de e
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ad Nacional de
e 2010
allada se poebe conformaes decir, los
Interrupcionará el códigoel resultado d
Interrupciolas posibilid
ciones, que vos externos
rrupciones aas interrupcioambién perm, la presencisituaciones sciones son m
procesador rte fin presenusadas por lda. El tipo de
se producendo y proceción, pero para ubicada ción específira en lugar eue los tipos dellas de encu
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Rosario
odrá encontraar el mapa dpunteros (IP
nes). Ademáo correspondde la compila
ones dades que oes uno de l
s.
lteran la ejecones permitemiten resolva de una divson ejemplo
manejadas de
recibe las inttes en la pala ejecución interrupción
e una interruede a ejecuara esto, el mesta porcióica debe obespecífico dde interrupciuentran dos v
Vector Tablea al principio asociada a lade la interrup
Introduc
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ofrece el emlos mecanis
cución del pren manejar
ver situacionvisión por ce
os de interrue la misma fo
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n puede ser c
upción, el mutar una po
micro debe pn de código
btener el CSel espacio diones van devalores CS e
e del espacio
a interrupciópción Tipo 1
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FCEIA
ción al emu808
jemplo, peroEn este caso
ada una de lade la direc
Arranque.binhivos de cód
mu8086 a dmos de los
rograma en reventos ext
nes de errorero dispara apciones por orma por el m
por hardwarcroprocesadrucción “INTcualquier núm
microprocesaorción de córimero conoco. Antes de
S e IP dondede memoriae 0 a 255, ee IP de 16 bit
o de memorian Tipo 0, lue, ver Figura
– Interrupt Ve
6
o básicamento, en la primas subrutinacción física . Como se pigo fuente.
diferencia decuales disp
respuesta a eternos, prover al ejecutarautomáticamhardware y
microprocesa
re a través dor, mientras
T n”, donde mero entre 0
dor detiene ódigo indepcer dentro de
e poder ejece se encueny se conoce
esta tabla cuts cada uno.
a y los primeego el offset 13.
ector Table (I
te este archiera posicións de atencióFFFF0h (o
puede ver, s
el MASM 6.one el 8086
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mente una iny por softwarador.
de líneas o pque las inten es el tipo
0 y 255.
la ejecuciónpendiente ase la memoriacutar la subntra la misme como IVT enta con 25
eros cuatro b04h y 06h c
IVT)
ivo le indica del mapa se
ón de interrulógica FFF
se utilizan a
11 es la sim6 para comu
ernos o una cdispositivosminada instterrupción Tre, pero amb
ines particulaerrupciones po de interru
n del códigosociado cona de programbrutina asocma. Esta info(Interrupt Ve6 posiciones
bytes contencontendrán e
Digital II
11 de 16
al emu8086e encontrarápciones (verFF:0000) serchivos .bin,
mulación deunicarse con
condición de externos alrucción, por
Tipo 0. Estasbos tipos de
ares propiaspor software
upción a ser
o que venía el tipo de
ma dónde seciada a unaormación seector Table).s, y en cada
ndrán el IP yel IP y el CS
6 á r e ,
e n
e l r s e
s e r
a e e a e . a
y S
Universida
Noviembre
Supongala siguiepor cuaty dos po
El progrinterrupc
Dado qualumno c
4.1.2.2 Las intecoproces
Las interencuentrarchivo microproconfigura
Por defautomát
Cuando superior
En la Fig
En el caaparición
4.1.3 PEl emu8mediantecomún pen este emu8086
Los puela documDispositi
ad Nacional de
e 2010
amos que sente forma paro, 4 x 5 = 2
osiciones má
ramador debción el flujo d
ue en la realizcree y defina
Interrupciórrupciones psador matem
rrupciones pra en 0. Cua“emu8086.h
ocesador traado en la IVT
fecto, la inicamente cu
se produce de la ventan
gura 14 se pu
aso de las n de la mism
Puertos de8086 permitee las instrucpara la comu
archivo, as6.io.
rtos utilizadomentación deivos Virtuales
Rosario
e ejecuta la iara obtener e0 (14h), estes arriba el C
be crear y dde programa
zación del sea la IVT.
ón por hardpor hardwaremático 8087.
por hardwareando el IF esw”, si algunnsfiere el coT.
nterrupcionesando se está
una interrupcna del mismo
Figuruede ver un
interrupcionma.
e entrada/se utilizar el ecciones in y unicación consí por ejem
os por los dise ayuda disps – Digital II.
Introduc
nterrupción pel IP y CS ase resultado s
CS (00016h).
definir los vano se vea a
egundo traba
dware e son gener
e se encuentstá en 1, el
no de los byontrol a la su
s por hardá ejecutando
ción por hardo.
ra 14 – Emul
ejemplo de i
nes por softw
salida espacio de Eout. Para e
n los disposiplo el puert
spositivos viponible al ha.
FCEIA
ción al emu808
por softwaresociado con eserá la direcc
alores de lafectado.
ajo práctico s
radas por pe
tran deshabiemu8086 veytes leídos eubrutina de a
dware se eo una interrup
dware el em
lador – Interr
interrupción
ware el em
E/S y emulaesto, el emu8tivos virtualeto 100 de E
rtuales utilizacer click en
6
e tipo 5 (INT esa interrupcción física en
a IVT de for
se utilizarán
eriféricos ex
ilitadas cuanerifica contines distinto datención de
encuentran pción de hard
ulador lo ind
rupción por H
por hardwar
ulador no re
ar la comunic8086 utiliza es, tanto él cE/S corresp
zados en la cn el botón “A
5), el micropción, multiplicn la cual se e
rma que ant
interrupcione
xternos, micr
ndo el Flag duamente los
de cero, porla interrupci
habilitadas, dware o soft
ica mediante
Hardware
e tipo 15.
ealiza ningu
cación con lel archivo e
como los disponde con e
cátedra se eAyuda” que s
procesador pca el tipo de encuentra el
te la existen
es será nece
rocontrolado
de Interrupcios primeros 25r ejemplo el ión tipo 15 e
pero se ware.
e una leyend
una adverten
os dispositivemu8086.io cpositivos leeel byte 100
ncuentran dse ve en la
Digital II
12 de 16
procederá seinterrupciónIP (00014h)
ncia de una
esario que el
res o por el
ones (IF) se56 bytes delbyte 15, el
en base a lo
deshabilitan
da en la para
ncia ante la
vos virtualescomo medion y escribendel archivo
escriptos enFigura 15 –
e n )
a
l
l
e l l
o
n
a
a
s o n o
n –
Universida
Noviembre
4.2 DEl emu8devices”el emula
Estos disde las inel emu80
4.2.1 DAdicionaadicionadisponibLuego de
Al hacerinteractu
En la vela velocimportanvelocida
Cuando la parteinterrupc
4.2.2 DAl instal(…\emu8dispositivhacer clidocumen
ad Nacional de
e 2010
Dispositiv8086 cuenta” que se encador del 8086
spositivos penstrucciones 086 se realiz
DVIO Digitalmente a losales que son bles luego dee iniciar los d
r click en caduar con el em
ntana de la cidad temponte, por ejemd de llenado
alguno de lo inferior de
ción “INT:15”
Documentar los dispo8086\DVIO\dvos virtualesick en el botóntación será
Rosario
vos Virtuaa con 7 dispuentran map6.
ermiten simuIN y OUT y
za a través d
tal II s dispositivoslos utilizado
e su instalacdispositivos v
Fi
da uno de losmu8086.
Figura 15 seoral de commplo en los
o o vaciado d
os dispositivo la ventana”, esto debe
tación de loositivos virtudocs\help.pds. Adicionalmón “Ayuda” qmuy útil al m
Introduc
ales (DVIOpositivos virtpeados en el
ular la comunde interrupcie los archivo
s nativos deos en el Tración según svirtuales se m
igura 15 – D
s botones se
e puede ver mportamientos Timers pedel mismo.
os genera ua la leyendacoincidir con
os Disposiales (ver sef) de ayuda
mente, esta mque se obsemomento de
FCEIA
ción al emu808
O) tuales accesl espacio de
nicación entriones por haos emu8086.
l emu8086, bajo Práctico
se indica en muestra la s
ispositivos V
e puede inici
una barra deo de aquellrmite modifi
n pedido de a “Atención.n lo mostrado
itivos Virtuaección 2.2) scon la descr
misma informrva en la venresolver el p
6
sibles desdeentrada/sali
re el micro 8ardware. La c.io y emu808
la cátedra do N°2. Estosel punto 2.2iguiente vent
Virtuales – Di
iar el disposi
e desplazamos dispositicar la veloc
interrupción Hay interr
o en el emula
ales se crea unaripción y form
mación se enntana de la Fproblema del
e el menú dda y pueden
8086 y dispocomunicación86.hw.
e Digital II ds nuevos dis2 Dispositivotana:
igital II
itivo y este e
miento “Speedvos donde
cidad de cue
n hacia el emrupciones peador (ver Fig
a carpeta quma de utilizacuentra dispFigura 15. Te trabajo prác
de herramien utilizar en c
sitivos externn entre los d
esarrolló 10 spositivos seos Virtuales
estará en con
d” que permla variable
enta o en e
mu8086 se pendientes” ygura 14)
ue contiene ación de cadaponible en forener en cuenctico N°2.
Digital II
13 de 16
ntas “virtualconjunto con
nos a travésispositivos y
dispositivose encuentrande Digital II.
ndiciones de
ite modificartiempo es
el tanque la
puede ver eny el tipo de
una archivoa uno de losrmato http alnta que esta
l n
s y
s n .
e
r s a
n e
o s l
a
Universida
Noviembre
4.2.3 EAl igual mismos,Este mavirtualesdocumen
4.2.4 EA continproblemaventana la ventadispositiv
ad Nacional de
e 2010
Ejemplo – que la docu se encontra
aterial podrá s y para utilizntación se po
…\emu8
…\emu8
Ejemplo – nuación se mas del trabajprincipal de
ana del emuvos virtuales
Rosario
F
Problema umentación sará a disposiresultar de mzarlo como godrán encon
8086\DVIO\do
8086\DVIO\ej
Dispositivmuestra un jo práctico dl emu8086 dlador y cód
s propiament
Introduc
Figura 16 –
Resueltosobre el usoición un probmucha utilidaguía al momntrar en los s
ocs\Ejemplo
jemplo\ejem
vos Tanqueejemplo típi
de assembledonde se pueigo fuente, te dichos (tan
FCEIA
ción al emu808
Ayuda Dispo
o de los dispblema de ejead al momen
mento de la riguientes dire
Resuelto.pdf
plo_resuelto
e y Pulsadoico de los cr. En la captede crear y ela ventana dnque y pulsa
6
ositivos Virtu
positivos virtuemplo resuelnto de entenresolución deectorios:
f
\
ores componentestura de panteditar el códigde selección
adores en est
uales
uales, luego lto y con expder cómo se
el problema
s utilizados alla de la Figgo funte de an de los diste caso).
de la instalaplicaciones pe utilizan los del TP2. Lo
en la resoluigura 17 se pasembler, sepositivos vir
Digital II
14 de 16
ación de lospaso a paso.
dispositivoss archivos y
ución de lospuede ver lae ve tambiénrtuales y los
s . s y
s a n s
Universida
Noviembre
4.3 DEl emu8de herraclick en
ad Nacional de
e 2010
Document086 cuenta c
amientas en help docu
Editor de
Rosario
Figura 1
tación emcon gran canla ventana
umentation a
Figu
e texto
Códig
Introduc
17 – Ejemplo
mu8086 ntidad de docprincipal delnd tutorial se
ura 18 – Docu
go fuente
FCEIA
ción al emu808
o de dispositi
cumentación entorno (Fie abre el nav
umentación y
Emulado
DispVirtual P
6
ivos virtuales
n que se pueigura 5 – Vevegador y mu
y tutoriales e
r
positivo Pulsadores
Ve
s y emulador
ede acceder entana princiuestra la sigu
emu8086
entana de selede Dispositiv
r
desde “help”ipal emu808uiente panta
Dispositivo vTanque
ección vo
Digital II
15 de 16
” en el menú86). Al hacerlla:
virtual e
ú r
Universidad Nacional de Rosario FCEIA Digital II
Noviembre 2010 Introducción al emu8086 16 de 16
4.3.1 Set de instrucciones 8086 Como parte de la documentación del entorno se encuentra el set de instrucciones del 8086, como se puede ver en la Figura 18, en la parte superior de la página el link “8086 Instruction Set” permite ver la totalidad de instrucciones soportadas por el entorno y la descripción y ejemplo de uso de la mismas.
Adicionalmente en el apunte de “Microprocesadores y Microcontroladores” o la “Guía de Referencia Rápida del 80186” se encuentra el set de instrucciones completo y la descripción y función de cada instrucción.